焦炭预测系统在邯钢焦化厂的应用

安占来， 余诚桓， 黄世平

(河北钢铁股份有限公司邯钢分公司焦化厂，河北 邯郸 056015)

为了掌握焦炭冷热性能变化规律及其影响因素，河北钢铁股份有限公司邯钢分公司焦化厂(简称邯钢焦化厂)组织有关技术人员利用40 kg小焦炉试验和30 kg铁箱试验对配合煤、单种煤进行了炼焦试验和冷热性能分析，并通过与大焦炉生产结果对比，摸索出了一套能比较准确地预测焦炭冷热强度的系统。

1 试验设备的确定

1.1 40 kg小焦炉试验

邯钢焦化厂的40 kg小焦炉试验选用鞍山热能院的侧开双炉门式小焦炉，炉墙采用碳化镁铝硅砖，两侧分别有12根硅碳棒通电加热。一般的加热时间为15 h左右。

1.2 铁箱试验

邯钢焦化厂铁箱试验采用自主开发、制作的试验用铁箱，长、宽、高分别为400 mm、300 mm、400 mm，左右与上方排列不同气孔，上面制成活动揭盖，装满煤后用螺栓固定，保证铁箱可重复使用。每个铁箱装湿煤30 kg，湿煤水分控制在10%左右，堆密度按720 kg/m3计算，并且铁箱上部适当保留一定的空间(尽可能与大焦炉生产条件接近)。利用出炉尾焦作滑动层，通过特制工具装入1#焦炉焦侧26火道处，所放位置处在焦炉炭化室中心线上。焦炭成熟后，通过推焦车把铁箱推出，熄焦后备用。

2 预测焦炭的冷热强度

为了保持焦炉生产焦炭和铁箱及小焦炉生产焦炭配比的一致性，从粉碎机后的皮带取样80 kg，充分缩分后，一份用于小焦炉试验，另一份用于铁箱试验。为了保证数据的准确性，我们对2年来共做的93组试验结果采用miniTAB软件进行回归，得到如下结果。

2.1 抗碎强度(M40)

2.1.1 大焦炉M40和铁箱M40的关系大焦炉 M40=23.4%+(0.731 ×铁箱 M40)大焦炉M40与铁箱M40的相关数值见表1，其散点图见图1。

表1 大焦炉M40与铁箱M40的相关数值

图1 大焦炉M40与铁箱M40的散点图

2.1.2 大焦炉M40和小焦炉M40的关系

大焦炉 M40=21.6%+(0.758×小焦炉M40)

大焦炉M40和小焦炉M40的相关数值见表2，其散点图见图2。

表2 大焦炉M40和小焦炉M40的相关数值表

图2 大焦炉M40与小焦炉M40的散点图

2.2 耐磨强度(M10)

2.2.1 大焦炉M10和铁箱M10的关系

大焦炉M10=0.614%+(0.915×铁箱M10)

大焦炉M10和铁箱M10的相关数值见表3，其散点图见图3。

表3 大焦炉M10和铁箱M10的相关数值表

图3 大焦炉M10与铁箱M10的散点图

2.2.2 大焦炉M10和小焦炉M10的关系

大焦炉 M10=0.462%+(0.833×小焦炉M10)

大焦炉M10和小焦炉M10的相关数值见表4，其散点图见图4。

表4 大焦炉M10和小焦炉M10的相关数值表

图4 大焦炉M10与小焦炉M10的散点图

2.3 焦炭热反应性(CRI)

2.3.1 大焦炉CRI和小焦炉CRI的关系

大焦炉 CRI=5.59%+(0.603×小焦炉 CRI)

大焦炉CRI和小焦炉CRI的相关数值见表5，其分布图见图5。

表5 大焦炉CRI和小焦炉CRI的相关数值表

图5 大焦炉CRI与小焦炉CRI的散点图

2.3.2 大焦炉CRI和铁箱CRI的关系

大焦炉 CRI=6.66%+(0.643 ×铁箱 CRI)

大焦炉CRI和铁箱CRI的相关数值见表6，其散点图见图6。

表6 大焦炉CRI和铁箱CRI的相关数值表

图6 大焦炉CRI与铁箱CRI的散点图

2.4 焦炭热反应后强度(CSR)

2.4.1 大焦炉CSR和小焦炉CSR的关系

大焦炉 CSR=19.4%+(0.823×小焦炉CSR)

大焦炉CSR与小焦炉CSR的数值见表7，其散点图见图7。

表7 大焦炉CSR和小焦炉CSR的相关数值表

图7 大焦炉CSR与小焦炉CSR的散点图

2.4.2 大焦炉CSR和铁箱CSR的关系

大焦炉 CSR=18.3%+(0.805 ×铁箱 CSR)

大焦炉CSR与铁箱CSR的相关数值见表8，其散点图见图8。

表8 大焦炉CSR与铁箱CSR的相关数值表

图8 大焦炉CSR与铁箱CSR的散点图

3 应用效果

实际应用表明，焦炭强度的预测效果良好，焦炭预测模型完全能够满足焦炉生产的需要。2012年6月～8月，我厂对焦炭的结果进行了间断性预测，其预测数据和实际数据的对比结果见表9。

表9 焦炭实际结果和预测结果的对比分析表 %

从实际运行结果来看，焦炭预测系统的误差范围都在要求的范围之内，且很好地预测了焦炭的质量。

4 结论

焦炭和配合煤的每一个质量指标都是息息相关的，预测公式中变量越多，结果的偏差值越小。因此，焦炭预测模型并不是固定的。随着化验数据的完善，在配合煤的岩相分析、基氏流动度分析中引入焦炭预测模型是必然的，也必将使焦炭质量预测更加准确。

符号说明：T代表单样本T检验的T值，等于回归系数除以回归系数的标准误差;P代表单样本T检验的P值，若小于0.05表示回归系数明显大于0，也就是对应的自变量对模型有意义，反之则无意义;R-Sq称为决定系数，等于回归方程的方差占总方差的比例，属于拟合优度指标;R-Sq(调整)为校正R-Sq，用于比较不同模型的拟合度优劣;S代表样本的标准误差。